Generalkonferenz für Maß und Gewicht verabschiedet neues Einheitensystem Das "Ur-Kilogramm" hat ausgedient - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Generalkonferenz für Maß und Gewicht verabschiedet neues Einheitensystem

Das „Ur-Kilogramm“ hat ausgedient

Jetzt ist es amtlich: Die Generalkonferenz für Maße und Gewichte in Paris hat das neue Internationale Einheitensystem verabschiedet. © A. Nicolaus/ PTB

Zeitenwende in der Physik: In Paris wurde am 16. November die Revision des Internationalen Einheitensystems verabschiedet. Ab dem 20. Mai 2019 werden damit alle SI-Einheiten – Meter, Kilogramm, Sekunde, Mol, Candela, Kelvin und Ampere – auf Naturkonstanten als Bezugsgrößen umgestellt. Damit hat nun auch das Referenzkilogramm, ein Zylinder aus einer Platinlegierung, endgültig ausgedient. Der Vorteil: Die neuen Referenz-Einheiten lassen sich genauer und überall auf dem Globus messen.

Damit eine Einheit etwas nützt, muss sie eindeutig definiert, verlässlich messbar und präzise auf eine Bezugsgröße geeicht sein. Im Idealfall geht sie auf eine Naturkonstante zurück, wie beispielsweise die Sekunde auf Elektronensprünge im Cäsiumatom oder der Meter auf die Laufzeit von Licht im Vakuum. Doch das war bisher nicht für alle Einheiten der Fall. Für Kelvin, Ampere, Mol und Kilogramm stand die offizielle Umstellung auf Naturkonstanten noch aus.

Neue Ära für die Basiseinheiten

Jetzt aber ist es vollbracht: Auf der 26. Generalkonferenz für Maße und Gewichte in Paris haben die Staaten der sogenannten Meterkonvention am 16. November endgültig die Revision des Internationalen Einheitensystems verabschiedet. Sie haben nun auch die Neudefinition der vier noch ausstehenden Einheiten und die dafür zulässigen Messverfahren bestätigt. Damit sind nun alle sieben SI-Basiseinheiten über physikalische Grundkonstanten nachmessbar und eichbar.

„Die Neudefinition der SI-Einheiten ist ein Meilenstein des wissenschaftlichen Fortschritts“, sagte Martin Milton, Direktor des International Bureau of Weights and Measures (BIPM). „Indem wir die fundamentalen Konstanten der Natur als Basis für wichtige Konzepte wie Masse und Zeit verwenden, haben wir eine stabile Grundlage, auf der wir unser wissenschaftliches Verständnis vertiefen können, neue Technologien entwickeln und einige der größten Herausforderungen der Gesellschaft angehen können.“

Die SI-Einheiten und ihre physikalische Basis in Form von Naturkonstanten © BIPM

Neu für Kilogramm, Ampere, Kelvin und Mol

Konkret bedeutet dies: Das seit 130 Jahren als Maß aller Dinge geltende Ur-Kilogramm in Paris hat nun ausgedient. Bisher diente dieser wie ein Schatz gehütete Platinzylinder als Referenz für alle Eichgewichte weltweit. Jetzt treten zwei physikalische Messverfahren an seine Stelle. Eines nutzt eine sogenannte Watt-Waage und damit elektromagnetische Kräfte als Messhilfe, das andere die Teilchenzahl in einer Siliziumkugel. Beide lassen sich letztlich auf die Planck-Konstante zurückführen – und damit eine Naturkonstante.

Anzeige

Ebenfalls offiziell anerkannt wurden bei der Generalversammlung die neuen Messverfahren für das Ampere, das Kelvin und das Mol. Alle elektrischen Einheiten inklusive des Ampere werden künftig über Quanteneffekte oder durch Zählen von Elektronen pro Zeit auf die Elementarladung des Elektrons zurückgeführt. Das Mol wird über die Avogadro-Konstante einer spezifizierten Substanz definiert und das Kelvin über die Boltzmann-Konstante. Sie gibt an, wie die thermische Energie eines Gases und damit die Bewegung der Gasteilchen von der Temperatur abhängt.

Mehr Präzision und Messsicherheit

Die neuen Einheitendefinitionen treten am 20. Mai 2019 in Kraft. Für unseren Alltag wird sich damit nichts ändern, wohl aber für Wissenschaft und Technik. Denn das neue Einheitensystem bildet nun gewissermaßen eine universelle Sprache, auf der alle Forschung weltweit basiert. Der große Vorteil: Das Eichen von Messgeräten wird sehr viel präziser – und damit sind auch genauere und verlässlichere Messungen möglich. „Wir sind nun nicht mehr an die Begrenzungen von Objekten gebunden, sondern besitzen universell zugängliche Einheiten, die uns den Weg zu noch größerer Präzision ebnen und die wissenschaftliche Entwicklung vorantreiben werden“, sagt Barry Inglis, Direktor des Internationalen Komitees für Maße und Gewichte.

Naturkonstanten gelten überall. Damit bildet das neue SI gewissermaßen eine universelle Sprache, auf die sich die Weltgemeinschaft nun verständigt hat.

(PTB/ National Physics Laboratory, 19.11.2018 – NPO)

Anzeige

In den Schlagzeilen

Diaschauen zum Thema

Dossiers zum Thema

Die großen Vier - Den Grundkräften der Physik auf der Spur

Die Neuerfindung der Gravitation - Albert Einstein und die Allgemeine Relativitätstheorie

Das Wesen des Lichts - Ein kosmisches Phänomen mit vielen Rätseln

Als die Atome Schalen bekamen - 100 Jahre Bohrsches Atommodell

Wettlauf zum Nullpunkt - Annäherungsversuche an die absolute Kälte

Wie relativ ist die Zeit? - Auf der Suche nach Einsteins Zeitdehnung

News des Tages

Tornado

Tornados widerlegen Theorie

Die geheime Sprache des Blinzelns

Ungewöhnliche Doppelstern-Geburt

Bücher zum Thema

Spiel, Physik und Spaß - Physik zum Mitdenken und Nachmachen von Christian Ucke und H. Joachim Schlichting

Physik ohne Ende - Eine geführte Tour von Kopernikus bis Hawking von Jörg Hüfner und Rudolf Löhken

Top-Clicks der Woche

Anzeige
Anzeige